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背景及研究目的:DNP(2,4二硝基苯酚)是一种能抑制氧化磷酸化的解偶联剂,能通过抑制ADP的磷酸化过程而抑制细胞的能量代谢,而只能以热能的方式散发出去,曾经作为减肥药物而广泛使用。肿瘤细胞是一种高耗能的细胞,同时肿瘤细胞受到射线照射以后,其自身的生长增殖以及对辐射损伤的修复都需要大量的能量。因此可以设想使用DNP,通过抑制细胞能量的生成,抑制受损伤肿瘤细胞的修复增殖,从而达到辐射增敏的效果。本文拟通过研究DNP对Hela和KB细胞的效应,评价该药物的辐射增敏能力,探讨其产生增敏效应的可能相关机制,为研发新的辐射增敏药物提供实验数据。方法:MTT实验和细胞克隆形成实验检测不同浓度的DNP对Hela以及KB的生长和增殖能力的影响。然后选择200μmol/L DNP浓度继续实验,通过细胞克隆形成实验,证实DNP是否能够诱导辐射增敏效应;通过流式细胞仪,检测对Hela、KB细胞的周期分布影响和线粒体膜电位的改变;通过使用PDMPO溶酶体黄/蓝色荧光探针,激光共聚焦显微镜观察细胞溶酶体内p H变化;通过透射电子显微镜观察药物作用后Hela和KB细胞的亚细胞结构的变化,尤其是自噬小体和自噬溶酶体堆积的形成。结果:DNP对Hela和KB细胞生长增殖具有明显的抑制作用,KB细胞更为敏感;DNP具有明显的辐射增敏作用,对两种细胞的增敏比SERD0分别为1.45和1.18。Hela和KB细胞在单纯药物作用24h后,或者联合4 Gy X线照射后,细胞G2/M期的细胞比例明显上升,产生了G2/M期的细胞阻滞。线粒体膜电位检测也发现,无论是单独药物作用,单纯4Gy照射,或者4Gy X线照射后联合药物作用24h,均能使低线粒体膜电位的细胞比例升高,药物联合射线后效果更加显著。与对照组相比,DNP作用后的Hela、KB细胞内均发现自噬小体和溶酶体聚集,KB细胞更加明显增多;KB细胞溶酶体内PDMPO溶酶体黄/蓝色荧光探针的蓝色荧光强度稍高于对照KB细胞组,说明药物作用后,溶酶体的p H值也受到了影响,而Hela细胞未能明显观察到荧光的显著变化。结论:DNP能够诱导产生辐射增敏效应,其作用机制可能包括:DNP诱导细胞G2/M期周期阻滞,导致细胞线粒体膜电位显著下降而抑制线粒体功能,细胞溶酶体p H向偏中性变化,增加细胞自噬效应,促进细胞启动死亡过程等。DNP可能是一种有前途的辐射增敏剂。